安阳-市给水排水管道工程设计 精品.doc

给水排水管道系统课程设计 计算说明书前言课程设计是学习计划的一个重要的实践性学习环节，是对前期所学基础理论、基本技能及专业知识的综合应用。通过课程设计调动了我们学习的积极性和主动性，培养我们分析和解决实际问题的能力，为我们走向实际工作岗位，走向社会打下良好的基础。通过使我们具备调查研究、文献检索、综合分析及总体规划设计和细部深入设计的能力，对学科发展新动向有所了解，并在设计过程中，提高图纸表达能力，熟练掌握工具书的应用，计算机的使用，并能进行外语翻译，从而使我们具备独立工作和进行工程设计的能力。本设计为安阳市给排水管道工程设计。整个设计包括三大部分:给水管道设计、污水管道设计和雨水管道设计。给水管道的设计主要包括管网的布置及选址、流量的设计计算、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网平差和消防校核。排水体制确定为截流式合流制，污水和雨水共用一条管道。主要包括排水体制的确定、设计流量计算和设计水力计算。Preface Curriculum design is the learning plan is an important practice link of learning, is the early studies the basic theory, basic skills and expertise of the integrated application. Through courses designed to mobilize our learning enthusiasm and initiative, to cultivate our ability of analyzing and solving practical problems, as we move toward actual work, to society to lay a good foundation. Through the graduation design so that we have investigation and study, literature retrieval, analysis and design of overall planning and detailed insight into the ability to design, to understand the subject new development trend, and in the design process, improve the drawing skills, master the tools on the application, the use of the puter, and can carry on the foreign language translation, so we work independently and engineering design ability. The design for the Anyang city water supply and drainage pipeline engineering design. The design includes three parts: water supply pipeline design, sewage pipeline design and rainwater pipeline design. Water supply pipeline design mainly includes the design of pipe network layout and site selection, design and calculation of the flow, clear water tank volume determination, hydraulic calculation, pipe network adjustment and fire check. Drainage system for intercepting bined sewage and storm water, share a pipeline. The main drainage system, including determination of design flow calculation and design hydraulic calculation.第1章 设计任务书给水排水管道工程课程设计任务书一、 设计题目： 安阳 市给水排水管道工程设计。二、 原始资料1、城市总平面图1张，比例为1：10000。2、城市各区人口密度、平均楼层和居住区房屋卫生设备情况：分区人口密度（人/公顷）平均楼层给排水设备淋浴设备集中热水供应3207+2004+3、城市中有下列工业企业，其具体位置见平面图：1） A工厂，日用水量16000吨/天，最大班用水量：7000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1200人，其中热车间占 30 %，使用淋浴者占 70 %；一般车间使用淋浴者占 20 %。2） B工厂，日用水量8000吨/天，最大班用水量：3000吨/班，工人总数5000人，分三班工作，最大班2000人，热车间占 30 %，使用淋浴者占 80 %；一般车间使用淋浴者占 40 %。3） 火车站用水量为 15 L/s。4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为 8 米。5、城市河流水位： 最高水位：55米，最低水位：40米，常水位： 45米。三、课程设计内容：1、城市给水管网初步设计1） 城市给水管网定线（包括方案定性比较）；2） 用水量计算，管网水力计算；3） 清水池、水塔容积计算、水泵扬程计算4） 管网校核；（三种校核人选一种）5） 绘图（平面图、等水压线图）2、城市排水管网初步设计。1） 排水体制选择2） 城市排水管网定线的说明；3） 设计流量计算；4） 污水控制分支管及总干管的水力计算；5） 任选1条雨水管路的水力计算（若体制为分流制）；6） 绘图（平面图、纵剖面图）四、设计参考资料1、给排水设计手册第一册或给排水快速设计手册第5册2、给排水管道系统教材五、设计成果1、设计说明书一份（包括中英文前言、目录、设计计算的过程、总结）2、城市给水排水管道总平面布置图1张，比例尺为1：10000（1号图）；3、给水管网等水压线图1张（3号图）；4、污水总干管纵剖面图1张（由指导教师指定某一段，长度大约1000米左右）（3号图）；六、要求1、按正常上课严格考勤；2、设计说明书要求条理清楚，书写端正，无错别字；图纸线条、符号、字体符合专业制图规范）；3、按时完成设计任务七、其他：1、设计时间：20XX-20XX学年第一学期（第15、16周 12月16号-12月28号）2、上交设计成果时间： 16周周五下午第2章 给水管网设计与计算2.1 给水管网布置及水厂选址该城市有一条自西向东流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。该城市的地势比较平坦没有太大的起伏变化。城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。因而采用统一的给水系统。城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。考虑要点有以下：（1） 给水系统布局合理；（2） 不受洪水威胁；（3） 有较好的废水排除条件；（4） 有良好的工程地质条件；（5） 有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；（6） 少拆迁，不占或少占良田；（7） 施工、运行和维护方便。输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。城市的输水管和配水管采用钢管和铸铁管。 对水厂厂址的选择，应根据下列要求，并且通过技术经济比较来确定：（1） 给水系统布局合理；（2） 不受洪水威胁；（3） 有较好的废水排除条件；（4） 有良好的工程地质条件；（5） 有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；（6） 少拆迁，不占或少占良田；（7）施工、运行和维护方便。2.2 给水管网设计计算2.2.1最高日用水量计算城市最高日用水量包括综合生活用水、工业生产用水、职工生活用水及淋浴用水、市政用水、未预见用水和管网漏失水量。总人口的计算：由原始资料可知，该城市为安阳市，一区面积234公顷二区面积563.75公顷，所以人口总数为234320+ 563.75200=248129人该城市在河南省，总人口24.81万人，查室外排水设计规范可知该城市位于二区，为中，小城市。综合生活用水定额采用200L/人.d.用水普及率定为100%。最高日综合生活用水量Q1Q1 =qNf Q1城市最高日综合生活用水，m3/d；q城市最高日综合用水量定额，L/（人.d）；N城市设计年限内计划用水人口数；f城市自来水普及率，采用f=100%Q1=qNf=200248129/1000=49625.84m3/d2.2.2工业用水量（1）工业企业职工的生活用水量Q2：工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算，淋浴用水按一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算. Q2 =35（300030%+500030%）+25（300070%+500070%）/1000=224 m3/d（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3：A工厂淋浴用水量：(60300030%70%+40300070%20%)/1000=54.6m3/d B工厂淋浴用水量：(40500070%40%+60500030%80%)/1000=128.0m3/d Q3=54.6+128=182.6m3/d（3）工业生产用水量Q4：Q4=16000+8000=32000m3/d2.2.3 城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的18%计算。综上所述，在设计年限以内城镇最高日设计用水量Qd 为Qd=1.18（Q1+Q2+Q3+Q4） =81347.57m3/d2.2.4最高日平均时和最高时设计用水量计算从上表可以看出，6-7点为用水最高时，所以时变化系数为 Kh=4.85/4.17=1.16所以最高时用水量为81347.571.16/24=3931.80 L/s2.3 清水池调节容积2.3.1 清水池的调节容积 由于缺少此地用水量变化规律的资料时因此清水池调节容积按最高日用水量的0.12%计算 W1 =0.12%3931.8086.4=407.65 m/d2.3.2 水厂自用水量自来水厂自用水量按最高日用水量的5%计 W2 =5%3931.8086.4=169.85 m3/d2.3.3 消防储水量火灾延续时间按2h算，一次用水量按80L/s,同一时间火灾次数为三次W3 =qfNt=803.632=1728m则清水池有效容积W为：W(11/3)（W1W2W3）=3089.37 m取整数为：W=3200 m清水池的个数一般不少于两个，并能单独工作和分别放空。如有特殊措施能保证供水要求时，亦可采用一个，但须分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。本题取两个清水池，每座有效容积为1600，直径10m。2.4 管网水力计算集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量或其他大用户的用水量，当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量，否则不计入集中用水量。2.4.1最大时集中流量为：图中有工厂A和B，q=185.19+92.59=277.78L/S最高日最高时用水量Qh = 3931.80 L/s2.4.2比流量计算：qs=( Qh -q)/ L=（3931.80-277.78）/33021.19=0.110630 L/(s.m)Qh-为最高日最大用水量L/s;q-为大用户集中流量 L/s;L-管网总的有效长度 m2.4.3 沿线流量计算:沿线流量计算数据见下表：表2-1 沿线流量计算表管段编号管长配水系数有效长度比流量沿线流量1-2436.80 1436.80 0.110630 48.32 2-3764.40 1764.40 0.110630 84.57 3-4475.80 1475.80 0.110630 52.64 4-5600.60 1600.60 0.110630 66.44 5-6592.80 1592.80 0.110630 65.58 6-7585.00 1585.00 0.110630 64.72 7-888.14 188.14 0.110630 9.75 8-9436.80 1436.80 0.110630 48.32 9-10498.90 0.5249.45 0.110630 27.60 10-11399.10 0.5199.55 0.110630 22.08 11-1281.90 0.540.95 0.110630 4.53 12-13881.40 1881.40 0.110630 97.51 13-14585.00 1585.00 0.110630 64.72 14-15592.80 1592.80 0.110630 65.58 15-16600.60 1600.60 0.110630 66.44 16-17475.80 1475.80 0.110630 52.64 17-18764.40 1764.40 0.110630 84.57 18-19436.80 1436.80 0.110630 48.32 20-21832.20 1832.20 0.110630 92.07 21-22767.90 1767.90 0.110630 84.95 22-231006.20 11006.20 0.110630 111.32 23-24976.40 1976.40 0.110630 108.02 24-251021.80 11021.80 0.110630 113.04 25-261631.60 11631.60 0.110630 180.50 26-271006.20 11006.20 0.110630 111.32 27-28767.50 1767.50 0.110630 84.91 28-29810.10 1810.10 0.110630 89.62 29-30477.40 1477.40 0.110630 52.81 30-31427.80 1427.80 0.110630 47.33 31-32795.60 1795.60 0.110630 88.02 32-33686.40 1686.40 0.110630 75.94 33-34795.60 1795.60 0.110630 88.02 34-35427.80 1427.80 0.110630 47.33 35-20590.50 1590.50 0.110630 65.33 1-19686.40 1686.40 0.110630 75.94 2-18686.40 1686.40 0.110630 75.94 3-17686.40 1686.40 0.110630 75.94 4-16686.40 1686.40 0.110630 75.94 5-15686.40 1686.40 0.110630 75.94 6-14686.40 1686.40 0.110630 75.94 7-13686.40 1686.40 0.110630 75.94 8-12686.40 1686.40 0.110630 75.94 32-33686.40 1686.40 0.110630 75.94 31-34686.40 1686.40 0.110630 75.94 29-35197.30 1197.30 0.110630 21.83 21-28784.30 1784.30 0.110630 86.77 22-27784.30 1784.30 0.110630 86.77 23-26784.30 1784.30 0.110630 86.77 30-361174.40 11174.40 0.110630 129.92 28-36604.50 1604.50 0.110630 66.88 总计33511.14 33021.193653.13 2.4.4 节点流量:管段中任一点的节点流量等于该点相连各管段的沿线流量总和的一半 0.5计算结果见表2-4：表 2-2 节点流量计算表节点编号节点连接管节点流量集中流量节点总流量11-2、1-1962.13 62.13 22-3、2-1、2-18104.41 104.41 33-4、3-17、2-3106.57 106.57 44-5、3-4、4-1697.51 97.51 55-6、4-5、5-15103.98 103.98 66-7、6-14、5-6103.12 103.12 76-7、7-8、7-1375.20 75.20 88-9、8-12、7-867.01 67.01 99-10、8-937.96 37.96 109-10、10-1124.84 24.84 1110-11、11-1213.30 13.30 1212-13、8-12、11-1288.99 88.99 1312-13、7-13、13-14119.08 119.08 1413-14、6-14、14-15103.12 103.12 1514-15、15-16、5-15103.98 103.98 1615-16、16-17、4-1697.51 97.51 1716-17、17-18、3-17106.57 106.57 1817-18、18-19、2-18104.41 104.41 1918-19、1-1962.13 62.13 2020-21、20-3578.70 92.59171.29 2121-22、20-21、21-28131.89 131.89 2222-23、21-22、22-27141.52 141.52 2323-24、23-26、22-23153.05 153.05 2424-25、23-24110.53 110.53 2525-26、24-25146.77 185.19331.96 2626-27、25-26、23-26189.29 189.29 2727-28、22-27、26-27141.50 141.50 2828-29、21-28、27-28、28-36104.66 104.66 2929-35、28-29、29-3082.13 82.13 3029-30、30-3150.07 50.07 3130-31、31-34、31-32105.64 105.64 3231-32、32-3381.98 81.98 3332-33、33-3481.98 81.98 3434-35、31-34、33-34105.64 105.64 3520-35、29-35、34-3567.24 67.24 3628-36、30-3698.40 98.40 2.5 管网平差2.5.1环状管网流量分配计算根据节点流量进行管段的流量分配分配步骤：（1）按照管网的主要方向，初步拟定个管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。（2）为可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀的分配流量，并且满足节点流量平衡的条件。（3）与干管线垂直的连接管，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平时流量不大，只有在干管损坏时 才转输较大的流量，因此连接管中可以较少的分配流量。2.5.2管径的确定管径与设计流量的计算：q=Av=98 D= 设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径表2-3 平均经济流速与管径的确定 管 径 （mm） 平均经济流速（m/s） D=100-400 0.6-0.9 D =400 0.9-1.42.5.4 水压计算管段起端的水压标高和终端水压与该管段的水头损失存在下列关系=+节点水压标高，自由水压与该处地形标高存在下列关 =-水压计算结果见所附等水压线图中的标注。节点水压计算见下表2-5：表2-5 节点水压计算表节点节点地形标高/m自由水压/m水压标高/m节点节点地形标高/m自由水压/m水压标高/m160.824.1684.962060.122.0462.16260.726.4887.182160.13.4663.56360.7528.3989.142260.394.3264.71460.8229.1189.932360.45.6366.03560.9130.7391.642460.387.1767.55660.963292.962560.155.8566760.9133.0193.9226612.6663.66860.6833.4294.12761.1722.9884.15960.4834.1794.652860.322.5282.821059.735.6595.352960.2920.0980.381159.736.2595.953060.513.0173.511259.835.9995.793160.4-2.8157.591360.1834.194.283259.88-1.358.581460.2732.9293.193359.82-0.9858.841560.331.3891.683460.3-0.4359.871660.230.2990.493560.340.2560.591760.1729.1889.353661.22081.21860.1827.2287.4注：6,36节点为控制点1960.225.8186.012.5.3二级泵站由水压计算结果可知，所需二级泵站最低供水水压标高为95.95m。设清水池池底标高为59.5m，则平时供水时清水池的最低水位标高为 59.50.5（41728）/（23.14102）71m泵站内吸、压水管路的水头损失取8m，则最高用水时所需二泵站总扬程为： HP（95.95-71+8）=32.95m该市同一时间火灾次数为三次，一次灭火用水量为80L/S，从安全和经济角度考虑，失火点设在2节点和9节点及22节点处，消防时管网各节点的流量除6、36、22节点各附加80 L/S的消防流量外，其余各节点的流量与最高时相同。消防时需要向管网输送的总流量为3730.59+3*80=3970L/s 已知控制点为9节点，参照消防校核结果中的各管段的水头损失值计算从9节点到二级泵站的水头损失为24.32m，所以消防时所需二级泵站总扬程为：= 68.33-63+24.32+0.5+10+8+（41728）/（23.14802)=48.32m48.43m 满足要求。消防平差结果见下表2-6：2.7 水泵的选择水泵扬程 ：Hp=32.95米，所以选择三台500s59A型水泵，两用一备。第3章 排水管网扩初设计与计算3.1排水系统体制的确定排水系统的体制主要有合流制和分流制两种基本方式。该设计中的安阳市拥有20多万人，分别居住在河流的两岸，分为一区和二区，只有在二区分布有工厂，故一区宜采用截流式合流制排水系统；二区污水相对较多，甚至含有有毒物品，这些对水体来说都是极大的污染源，因此宜采用完全分流制排水系统。完全合流制排水系统投资比较大，不予采用；截流式合流制相对比较适合一区，但是又没有分流制排水系统更加符合环境保护的要求；不完全分流制排水系统比较适合于新建城市，可以缓解经济压力。3.2 设计流量计算3.2.1 污水、雨水管道的布置 由街坊平面图可知该建筑小区的边界为排水边界。在该排水区界内地势中间低，两边高，坡度较小有明显的分水线，故可划分为两个排水流域。在该排水流域内小区支管布置在街坊地势较低的一侧；干管基本上与等高线垂直；一区主干管布置在南面靠近河岸的地势较低处，基本上与等高线平行；二区主干管布置在中间地段，顾及到两侧，基本上与等高线平行。3.2.2 雨水设计流量1.划分并计算各设计管段及汇水面积计算结果见下表3-1：表3-1 设计管段长度汇总表管段编号管段长度/m管段编号管段长度/m1-22263-62262-3369.77-82263-4321.94-8369.74-5326.39-102265-11336.95-10369.72.根据地形图读出各检查井处的设计地面标高见表3-2： 表3-2 检查井处的设计地面标高检查井编号地面标高/m检查井编号地面标高/m161.000 760.680 260.800 860.480 360.700 960.360 460.420 1060.190 560.210 1159.820 660.950 3.确定平均径流系数 4.确定单位面积的径流量 则雨水设计流量为：表3-3 雨水干管水里计算表设计管段编号管段长度L/m汇水面积F/ha管内雨水流行时间/min单位面积径流量(L/s.ha)设计流量(L/s)管径mm水力坡度1-22262.90142.1412.28800.00082-33705.075112.8571.610000.00063-432210.141390.79920.612500.00054-532618.8220.479.52149714500.00045-1133728.9627.672.1208818000.0003流速（m/s）管道输水能力（L/s）坡降设计地面标高/m设计管内低标高/m埋深起点终点起点终点起点终点1-24560.1816160.859.2559.0691.751.56922-35890.22960.860.758.9558.721.85081.983-49200.14860.760.4258.4758.3222.232.09814-512380.12460.460.2158.1257.9982.29812.21215-1119080.09160.259.8257.6557.5572.56212.2633.2.2 污水设计流量污水管道的设计流量包括生